JP2015191212A - Resonating body, wind-bell using the same, and method for calculating vibration frequency of resonating body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、共振体及びそれを用いた風鈴並びに共振体の振動周波数の計算方法に関するものである。 The present invention relates to a resonator, a wind chime using the resonator, and a method for calculating a vibration frequency of the resonator.
心的外傷ストレス障害（Post-Traumatic Stress Disorder：ＰＴＳＤ）などの心因性疾患に対し、音響刺激として、特に鈴虫の鳴き声が高い治療効果を有することが岩手大学の研究により実証されている（非特許文献１参照）。 Research by Iwate University has demonstrated that acoustic noise stimulation, in particular, crow bark has a high therapeutic effect for psychogenic diseases such as Post-Traumatic Stress Disorder (PTSD). Patent Document 1).
風鈴の音色を変化させる方法として、風鈴本体に接続される共鳴体を用いることが、特許文献１に開示されている。特許文献１には、共鳴体として水を入れた花器を用いることが開示されている。 Patent Document 1 discloses the use of a resonator connected to the wind chime body as a method for changing the tone of the wind chimes. Patent Document 1 discloses using a vase filled with water as a resonator.
心身への癒し効果のある癒し音を発生するための癒し音発生装置が、特許文献２に開示されている。特許文献２に記載の癒し音発生装置は、自然音等をステレオ収録した音源を処理してメロディー基音及びベーシック基音に区分し、これらの音色毎にグループ分けして記憶部に入力し、楽音編成制御部でメロディー楽音及びベーシック楽音としている。さらに、癒し音発生装置の補正制御部において、補正メロディー楽音及び補正ベーシック楽音に補正した後で、これらの楽音の相互を適宜にミキシングして所要の増幅をして、発音部から発音させる構成を有している。 Patent Document 2 discloses a healing sound generator for generating a healing sound having a healing effect on the mind and body. The healing sound generator described in Patent Document 2 processes a sound source in which natural sounds are recorded in stereo and classifies them into melody fundamentals and basic fundamentals. The control unit uses melody and basic sounds. Further, the correction control unit of the healing sound generator is configured to correct the melody musical tone and the corrected basic musical tone, and then appropriately mix these musical sounds and amplify them to generate a sound from the sounding unit. Have.
特許文献１に記載の風鈴は、風鈴本体とは別に風鈴本体に接続される共鳴体が必要であり、構成が複雑である。 The wind chime described in Patent Document 1 requires a resonator that is connected to the wind chime main body separately from the wind chime main body, and has a complicated configuration.
特許文献２に記載の癒し音発生装置は、録音スタジオ等で使用する装置であり、構成が複雑でかつ高価である。 The healing sound generator described in Patent Document 2 is a device used in a recording studio or the like, and has a complicated structure and is expensive.
このように、従来の風鈴等に用いる共振体では、種々の音色を出すことが容易ではなく、かつ安価に実現できないという課題があった。 As described above, the resonators used in conventional wind chimes and the like have a problem that it is not easy to produce various timbres and cannot be realized at low cost.
本発明は、上記課題に鑑み、例えば鈴虫（スズムシ科のHomoeogryllus japonicus又はコオロギ科のMeloimorpha japonica）などの鳴き声を発生することができる安価な共振体と、この共振体を用いた風鈴並びに共振体の振動周波数の計算方法を提供することを目的としている。 In view of the above-mentioned problems, the present invention provides an inexpensive resonator capable of generating a cry such as bellworm (Homoeogryllus japonicus of the family Zumushi) or Melonmorpha japonica of the cricket, and a wind chime and resonator using the resonator. The object is to provide a method for calculating the vibration frequency.
本発明者等は、共振体として、円錐台等の形状を有している筒状体の共振体において、底面部に起因する振動モードを基音とし、上面部に起因する振動モードを第１上音とすれば、例えば鈴虫の鳴き声を発生できるという知見を得て本発明に想到した。 The inventors of the present invention, as a resonator, in a cylindrical resonator having a shape of a truncated cone or the like, the vibration mode caused by the bottom surface portion is set as a fundamental tone, and the vibration mode caused by the top surface portion is firstly increased. As a sound, for example, the knowledge of being able to generate the sound of a bellworm was obtained, and the present invention was conceived.
上記の目的を達成するため、本発明の共振体は、底面部と上面部と側面部とからなる筒状体を、備え、底面部の外周部に節を有する振動を、基音周波数とし、上面部の外周部に節を有する振動を、基音周波数よりも周波数の高い第１上音周波数とする。 In order to achieve the above object, a resonator according to the present invention includes a cylindrical body including a bottom surface portion, an upper surface portion, and a side surface portion, and vibration having a node on the outer peripheral portion of the bottom surface portion is defined as a fundamental frequency, The vibration having a node on the outer periphery of the part is defined as a first upper sound frequency having a frequency higher than the fundamental frequency.
上記構成において、底面部の振動は、好ましくは、４−０モードである。上面部の振動は、好ましくは、４−０モードである。 In the above configuration, the vibration of the bottom surface portion is preferably 4-0 mode. The vibration of the upper surface portion is preferably 4-0 mode.
本発明の風鈴は、上記何れかに記載の共振体を含む。 A wind chime according to the present invention includes any one of the resonators described above.
本発明の共振体の振動周波数の計算方法は、ステップＳＴ１において、共振体の厚さ、高さ、材料定数を入力し、ステップＳＴ２において、共振体の底面部の外径を入力し、ステップＳＴ３において、共振体の上面部の外径を入力し、ステップＳＴ４において、メッシュ形成を行い、ステップＳＴ５において、固有値解析により基音周波数を計算し、ステップＳＴ６において、基音周波数が、所望の周波数ｆ０になったか否かを判定し、所望の周波数ｆ０が得られない場合には、ステップＳＴ２に戻り、ステップＳＴ２では、共振体の底面部の外径を再入力して、ステップＳＴ４、ステップＳＴ５、ステップＳＴ６で再度、基音周波数と強度分布を再計算し、ステップＳＴ７において、基音周波数が、所望の周波数ｆ０に一致した場合には、ステップＳＴ８に進み、ステップＳＴ８において、固有値解析を行い第１上音周波数と強度分布を計算し、ステップＳＴ９において、第１上音周波数が、所望の周波数ｆ１になったか否かを判定し、所望の周波数ｆ１が得られない場合には、ステップＳＴ３に戻り、ステップＳＴ３では、共振体の上面部の外径を再入力して、ステップＳＴ４、ステップＳＴ５、ステップＳＴ６、ステップＳＴ７、ステップＳＴ８で再度、第１上音周波数と強度分布を再計算し、ステップＳＴ９において、第１上音周波数が、所望の周波数ｆ１に一致した場合には、共振体の厚さ、高さ、底面部の外径及び上面部の外径が求まることで、計算を終了する。基音と第１上音の制度が低い場合は、共振体の厚さ又は高さを適宜変更してもよい。 In the calculation method of the vibration frequency of the resonator of the present invention, the thickness, height, and material constant of the resonator are input in step ST1, the outer diameter of the bottom surface of the resonator is input in step ST2, and step ST3 in, enter the outer diameter of the upper surface portion of the resonator, in step ST4, performs mesh formation, in step ST5, the fundamental frequency calculated by eigenvalue analysis, in step ST6, fundamental frequency, the desired frequency f 0 If the desired frequency f 0 cannot be obtained, the process returns to step ST2, and in step ST2, the outer diameter of the bottom surface of the resonator is re-input, and step ST4, step ST5, again in step ST6, it recalculates the fundamental frequency and intensity distribution, at step ST7, when the fundamental frequency is matched to the desired frequency f 0 Proceeds to step ST8, in step ST8, the first overtone frequency and intensity distribution performs eigenvalue analysis calculates, in step ST9, the first overtone frequency, determines whether it is the desired frequency f 1, If the desired frequency f 1 is not obtained, the flow returns to step ST3, the in step ST3, the re-enter the outer diameter of the upper surface portion of the resonator, step ST4, step ST5, step ST6, step ST7, step ST8 in again, the first overtone frequency and intensity distribution recalculated in step ST9, if the first overtone frequency, consistent with a desired frequency f 1, the thickness of the resonator, height, bottom portion When the outer diameter and the outer diameter of the upper surface portion are obtained, the calculation is completed. When the fundamental and first overtone systems are low, the thickness or height of the resonator may be changed as appropriate.
本発明の共振体によれば、例えば、鈴虫の鳴き声と同じ音域を発生することができる簡単な構造でかつ低コストの共振体を提供することができる。 According to the resonator of the present invention, for example, it is possible to provide a resonator having a simple structure and a low cost that can generate the same sound range as that of a bell cry.
本発明の風鈴によれば、例えば、鈴虫の鳴き声と同じ音域を発生することができるので、簡単な構造でかつ低コストの風鈴を提供することができる。この風鈴は、癒し音を発生できるので、医療用の音響刺激にも応用できる。 According to the wind chime of the present invention, for example, the same sound range as that of the chisel of a bell can be generated, so that a wind chimes with a simple structure and low cost can be provided. Since this wind chime can generate healing sounds, it can also be applied to medical acoustic stimuli.
本発明の共振体の振動周波数の計算方法によれば、所望の音色を発生できる共振体の設計方法を提供することができる。 According to the calculation method of the vibration frequency of the resonator of the present invention, it is possible to provide a method of designing a resonator that can generate a desired timbre.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る共振体の構成を示す模式図である。
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る共振体１は筒状体からなり、筒状体は、底面部１ａと上面部１ｂと側面部１ｃとを備えている。共振体１は、円柱の中心部をくり抜いて開口部とした筒や円錐台形状とすることができる。図示の場合には、円錐体の頂部側を切り取り、底面部１ａと上面部１ｂとが、それぞれ底面開口部１ｄと上面開口部１ｅを有している。側面部１ｃは、円錐体の錐部、つまり、底面部１ａと上面部１ｂとの間の領域である。本発明の共振体１の厚さは側面部１ｃの厚さである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a resonator according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the resonator 1 according to the first embodiment of the present invention is a cylindrical body, and the cylindrical body includes a bottom surface portion 1a, a top surface portion 1b, and a side surface portion 1c. The resonator 1 can be formed in a cylinder or a truncated cone shape having an opening formed by hollowing out the center of a cylinder. In the illustrated case, the top side of the cone is cut off, and the bottom surface portion 1a and the top surface portion 1b have a bottom surface opening portion 1d and a top surface opening portion 1e, respectively. The side surface portion 1c is a conical portion of the cone, that is, a region between the bottom surface portion 1a and the top surface portion 1b. The thickness of the resonator 1 of the present invention is the thickness of the side surface portion 1c.
共振体１は、打撃のような外力が加えられることにより振動音が発生する。外力は、自動又は人力、風力や水力などの自然の物理量で加えることができる。 The resonator 1 generates a vibration sound when an external force such as impact is applied. The external force can be applied automatically or by a natural physical quantity such as human power, wind power or hydraulic power.
共振体１は、金属、金属合金、ガラス等で形成することができる。金属としては、鉄等を用いることができる。鉄は、炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）等を含んだ鉄でもよい。鉄としては、鋳物用銑鉄、砂鉄等を使用することができる。金属合金としては、鉄系合金、青銅、真鍮等を用いることができる。 The resonator 1 can be formed of a metal, a metal alloy, glass or the like. As the metal, iron or the like can be used. The iron may be iron containing carbon (C), silicon (Si), or the like. As iron, pig iron for casting, iron sand and the like can be used. As the metal alloy, an iron-based alloy, bronze, brass, or the like can be used.
共振体１の振動音は、少なくとも一つ以上の周波数成分を含んで構成される。共振体１の周波数成分は、基音と、基音よりも周波数の高い第１上音と第２上音と第３上音等を含む。 The vibration sound of the resonator 1 includes at least one frequency component. The frequency component of the resonator 1 includes a fundamental sound, a first upper sound, a second upper sound, a third upper sound, and the like having a higher frequency than the fundamental sound.
第１上音は、基音の２倍又は２倍に近い周波数、例えば１．５倍や２．５倍とすることができる。第２上音は、基音の３倍又は３倍に近い周波数、例えば２．５倍や３．５倍とすることができる。なお、第１上音の周波数が基音の３倍付近になってもよい。
ここで、基音の２倍、３倍の周波数は、それぞれ２倍音、３倍音とも呼ばれる。
The first overtone can be set to a frequency close to twice or twice the fundamental tone, for example, 1.5 times or 2.5 times. The second overtone can be 3 times or nearly 3 times the fundamental tone, for example, 2.5 times or 3.5 times. Note that the frequency of the first overtone may be close to three times the fundamental tone.
Here, the double and triple frequencies of the fundamental tone are also referred to as a double tone and a triple tone, respectively.
共振体１の振動音の内、基音成分は、最も振幅の大きな周波数成分であり、この基音成分により共振体１の音の高さが決まる。共振体１の振動音の内、基音成分よりも周波数の高い第１上音により共振体１の音色が決まる。第２上音や第３上音は一般に継続長が短く、周波数が高く、人の耳には聞こえ難いので音色への影響は小さい。 Of the vibration sound of the resonator 1, the fundamental component is a frequency component having the largest amplitude, and the fundamental tone component determines the pitch of the resonator 1. Of the vibration sound of the resonator 1, the tone color of the resonator 1 is determined by the first overtone having a higher frequency than the fundamental tone component. The second overtone and the third overtone generally have a short duration, a high frequency, and are difficult to hear by human ears, so the influence on the timbre is small.
共振体１の形状の内、厚さと高さが与えられたとき、基音は、底面部１ａの形状、つまり底面部１ａの直径で決まる振動モードとすることができる。振動モードとしては、底面部１ａの外周に節が４つできるタイプの振動（これを４−０モードと呼ぶ。）とすることができる。 When the thickness and height are given among the shapes of the resonator 1, the fundamental sound can be in a vibration mode determined by the shape of the bottom surface portion 1a, that is, the diameter of the bottom surface portion 1a. As a vibration mode, it is possible to use a type of vibration in which there are four nodes on the outer periphery of the bottom surface portion 1a (this is referred to as a 4-0 mode).
共振体１の形状の内、厚さと高さが与えられたとき、第１上音は、上面部１ｂの形状、つまり上面部１ｂの直径で決まる振動モードとすることができる。振動モードとしては、上面部１ｂの外周に節が４つできるタイプの振動（これを４−０モードと呼ぶ。）とすることができる。 When the thickness and height are given among the shapes of the resonator 1, the first overtone can be in a vibration mode determined by the shape of the upper surface portion 1b, that is, the diameter of the upper surface portion 1b. As the vibration mode, a type of vibration in which four nodes are formed on the outer periphery of the upper surface portion 1b (this is referred to as a 4-0 mode) can be used.
共振体１を鉄で形成する場合、鉄に混ぜる微量元素によって共振体１で発生する振動音において、主として余韻の長さを変えることができる。鉄に混ぜる微量元素としては、炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）等が挙げられる。このような鉄の組成として、例えば、Ｃが３．５質量％、Ｓｉが０．５質量％、残部は実質的に鉄（Ｆｅ）及び不可避的不純物であるものを挙げることができる。共振体１を鉄で形成する場合、鉄の硬さは、鉄に混ぜる炭素（Ｃ）の量で制御することができる。 When the resonator 1 is made of iron, the length of the reverberation can be mainly changed in the vibration sound generated in the resonator 1 by a trace element mixed with iron. Examples of the trace elements mixed with iron include carbon (C) and silicon (Si). As such an iron composition, for example, C is 3.5 mass%, Si is 0.5 mass%, and the balance is substantially iron (Fe) and inevitable impurities. When the resonator 1 is made of iron, the hardness of the iron can be controlled by the amount of carbon (C) mixed in the iron.
共振体１の振動音は、楽器の音階や生物の鳴き声を模擬するような音にしてもよい。 The vibration sound of the resonator 1 may be a sound that simulates the scale of a musical instrument or the sound of a living creature.
共振体１の振動音として生物の鳴き声の一例として、鈴虫を模擬するような音にしてもよい。 As an example of the sound of a living thing as the vibration sound of the resonator 1, a sound that simulates a bellworm may be used.
鈴虫の鳴き声のスペクトル測定によれば、基音は４〜４．５ｋＨｚ、第一上音は８〜９ｋＨｚ、第２上音は１２〜１３．５ｋＨｚである。第２上音は１２ｋＨｚ以上であり、ツンと突くような音であるため音色への影響は限定的である。
なお、スペクトル測定は以下のように行った。測定用マイクロホンには、卓上据え置き型のエレクトレットコンデンサマイクロホン（オーディオテクニカ製、ＡＴ９８２０Ｘ）を用いた。鈴虫の鳴き声の録音は、パーソナルコンピュータ附属のオーディオカードを介して一般的な録音ソフトウェアで行った。また、録音データのサンプリング周波数は４４１００Ｈｚとした。録音した音のスペクトル分析には一般に入手できるフリーソフト“ｓｎｄ”（ｈｔｔｐｓ：／／ｃｃｒｍａ．ｓｔａｎｆｏｒｄ．ｅｄｕ／ｓｏｆｔｗａｒｅ／ｓｎｄ）を用いた。
According to the spectrum measurement of the chirping sound of bells, the fundamental tone is 4 to 4.5 kHz, the first upper tone is 8 to 9 kHz, and the second upper tone is 12 to 13.5 kHz. The second upper sound is 12 kHz or higher, and the sound has a sharp impact, so the influence on the timbre is limited.
The spectrum measurement was performed as follows. As the measurement microphone, a desktop stationary type electret condenser microphone (manufactured by Audio Technica, AT9820X) was used. The recording of Suzumaki's cry was performed with general recording software via an audio card attached to a personal computer. The sampling frequency of the recording data was 44100 Hz. Free spectrum “snd” (https://ccrma.stanford.edu/software/snd), which is generally available, was used for spectrum analysis of the recorded sound.
本発明の共振体１で鈴虫のような音、つまり、鈴虫を模擬するような音を発生するためには、共振体１の基音を４ｋＨｚ近傍、例えば４０００Ｈｚ〜４５００Ｈｚとし、第一上音を９ｋＨｚ近傍、例えば８０００Ｈｚ〜９０００Ｈｚとすればよい。 In order to generate a sound like a bellworm in the resonator 1 of the present invention, that is, a sound that simulates a bellworm, the fundamental tone of the resonator 1 is set to around 4 kHz, for example, 4000 Hz to 4500 Hz, and the first upper sound is 9 kHz. It may be in the vicinity, for example, 8000 Hz to 9000 Hz.
本発明の共振体１で鈴虫のような音を発生するためには、基音を底面部１ａの形状、つまり底面部１ａの直径で決まる振動モードとし、第１上音は、上面部１ｂの形状、つまり上面部１ｂの直径で決まる振動モードとすることができる。第１上音は、基音の２倍又は２倍に近い周波数とすることができる。 In order to generate a bell-like sound with the resonator 1 of the present invention, the fundamental tone is set to the vibration mode determined by the shape of the bottom surface portion 1a, that is, the diameter of the bottom surface portion 1a, and the first overtone is the shape of the top surface portion 1b. That is, the vibration mode determined by the diameter of the upper surface portion 1b can be obtained. The first overtone may have a frequency that is twice or close to twice the fundamental tone.
共振体１の寸法の一例は、厚さが２ｍｍ〜３ｍｍ、高さが３５ｍｍ〜４５ｍｍ、上面部１ｂの外径２０〜２５ｍｍ、底面部１ａの外径４０ｍｍ〜４５ｍｍである。 An example of the dimensions of the resonator 1 is a thickness of 2 mm to 3 mm, a height of 35 mm to 45 mm, an outer diameter of the upper surface portion 1b of 20 to 25 mm, and an outer diameter of the bottom surface portion 1a of 40 mm to 45 mm.
本発明の共振体１の表面には、発生する音に支障がない限り、模様が施されてもよい。 A pattern may be provided on the surface of the resonator 1 of the present invention as long as the generated sound is not hindered.
（共振体の振動周波数の設計方法）
次に、本発明の共振体１の振動周波数を計算する方法、つまり設計方法について説明する。
図２は、本発明の共振体１の振動周波数を求める方法のフロー図である。
ステップＳＴ１において、共振体１の厚さ、高さ、材料定数を入力する。
ステップＳＴ２において、共振体１の底面部１ａの外径を入力する。
ステップＳＴ３において、共振体１の上面部１ｂの外径を入力する。
ステップＳＴ４において、メッシュ形成を行う。
ステップＳＴ５において、固有値解析により基音の周波数や強度分布を計算する。
ステップＳＴ６において、基音の周波数が、所望の基音周波数ｆ０になったか否かを判定し、所望の周波数ｆ０が得られない場合には、ステップＳＴ２に戻る。ステップＳＴ２では、共振体１の底面部１ａの外径を再入力して、ステップＳＴ４、ステップＳＴ５、ステップＳＴ６で再度、基音の周波数や強度分布を再計算する。
(Design method for vibration frequency of resonator)
Next, a method for calculating the vibration frequency of the resonator 1 of the present invention, that is, a design method will be described.
FIG. 2 is a flowchart of a method for obtaining the vibration frequency of the resonator 1 of the present invention.
In step ST1, the thickness, height, and material constant of the resonator 1 are input.
In step ST2, the outer diameter of the bottom surface portion 1a of the resonator 1 is input.
In step ST3, the outer diameter of the upper surface portion 1b of the resonator 1 is input.
In step ST4, mesh formation is performed.
In step ST5, the fundamental frequency and intensity distribution are calculated by eigenvalue analysis.
In step ST6, the frequency of the fundamental tone, determines whether it is desired fundamental frequency f 0, if the desired frequency f 0 is not obtained, the process returns to step ST2. In step ST2, the outer diameter of the bottom surface portion 1a of the resonator 1 is re-input, and the frequency and intensity distribution of the fundamental tone are recalculated again in steps ST4, ST5, and ST6.
ステップＳＴ７において、基音の周波数が、所望の周波数ｆ０に一致した場合には、ステップＳＴ８に進む。
ステップＳＴ８において、固有値解析を行い第１上音の周波数や強度分布を計算する。
ステップＳＴ９において、第１上音の周波数が、所望の周波数ｆ１になったか否かを判定し、所望の周波数ｆ１が得られない場合には、ステップＳＴ３に戻る。ステップＳＴ３では、共振体１の上面部１ｂの外径を再入力して、ステップＳＴ４、ステップＳＴ５、ステップＳＴ６、ステップＳＴ７、ステップＳＴ８で再度、第１上音の周波数や強度分布を再計算する。
ステップＳＴ９において、第１上音周波数が、所望の周波数ｆ１に一致した場合には、共振体１の厚さ、高さ、底面部１ａの外径及び上面部１ｂの外径が求まるので、これにより計算を終了する。
In step ST7, if the frequency of the fundamental tone, was consistent with the desired frequency f 0, the process proceeds to step ST8.
In step ST8, eigenvalue analysis is performed to calculate the frequency and intensity distribution of the first overtone.
In step ST9, the frequency of the first overtone may determine whether it is a desired frequency f 1, when the desired frequency f 1 is not obtained, the process returns to step ST3. In step ST3, the outer diameter of the upper surface portion 1b of the resonator 1 is input again, and the frequency and intensity distribution of the first overtone are recalculated again in step ST4, step ST5, step ST6, step ST7, and step ST8. .
In step ST9, the first overtone frequency, if they match the desired frequency f 1, the thickness of the resonator 1, the height, since the outer diameter of the outer diameter and the upper surface portion 1b of the bottom portion 1a is obtained, This ends the calculation.
ステップＳＴ４の形成するメッシュの形状は、四面体や六面体の多面体とすることができる。これは、四面体間の力の釣り合いを連立方程式で表して、これを解くことによって固有値解析や内部応力などを計算するからである。これにより、基音の周波数ｆ０や第１上音の周波数ｆ１等を計算することができる。 The shape of the mesh formed in step ST4 can be a tetrahedron or a hexahedron polyhedron. This is because the balance of forces between tetrahedrons is expressed by simultaneous equations, and eigenvalue analysis and internal stress are calculated by solving them. Thus, it is possible to calculate the frequency f 1 or the like of the frequency f 0, the first overtone of the fundamental tone.
ステップＳＴ９において、第１上音の周波数が、所望の周波数ｆ１になったか否かを判定し、所望の周波数ｆ１が得られない場合には、ステップＳＴ３に戻る。ステップＳＴ３では、共振体１の上面部２ｂの外径を再入力して、ステップＳＴ４、ステップＳＴ５、ステップＳＴ６、ステップＳＴ７、ステップＳＴ８で再度、第１上音の周波数や強度分布を再計算する。 In step ST9, the frequency of the first overtone may determine whether it is a desired frequency f 1, when the desired frequency f 1 is not obtained, the process returns to step ST3. In step ST3, the outer diameter of the upper surface portion 2b of the resonator 1 is input again, and the frequency and intensity distribution of the first overtone are recalculated again in step ST4, step ST5, step ST6, step ST7, and step ST8. .
底面部１ａの外径で変化する基音の固有振動周波数が目的の周波数ｆ０になるように、共振体１の形を少しずつ変えながら、計算を繰り返し行う。
次に、上面部２ｂの外径で変化する第１上音の固有振動周波数が目的の周波数ｆ１になるように、共振体１の形を少しずつ変えながら、計算を繰り返し行う。
底面部１ａの直径と上面部１ｂの直径とは、それぞれが基音の周波数と第一上音の周波数の両方に影響を与えるので、これらの周波数を目的値の周波数であるｆ０及びｆ１に合わせるためには、多数回の繰り返し計算を行い、最適な共振体１の形状を決めればよい。
As natural vibration frequency of the fundamental tone of varying the outer diameter of the bottom portion 1a becomes the frequency f 0 of the object, while changing the shape of the resonator body 1 little by little, repeated calculations.
Then, as the natural vibration frequency of the first overtone of varying the outer diameter of the upper surface portion 2b becomes the frequency f 1 of the object, while changing the shape of the resonator body 1 little by little, repeated calculations.
The diameters of the upper surface portion 1b of the bottom portion 1a, since each affect both the frequency of the first overtone of the fundamental tone, the f 0 and f 1 is the frequency of the target value of these frequencies In order to match them, it is only necessary to repeat the calculation many times and determine the optimum shape of the resonator 1.
本発明の共振体１の振動周波数を求める上記各ステップは、有限要素法により計算することができる。有限要素法の計算は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）と有限要素法のソフトウェアを用いて行うことができる。基音の周波数及び第１上音の周波数は、有限要素法における固有モード解析の機能を用いて計算することができる。 The above steps for obtaining the vibration frequency of the resonator 1 of the present invention can be calculated by a finite element method. The calculation of the finite element method can be performed using a personal computer (PC) and software of the finite element method. The frequency of the fundamental tone and the frequency of the first overtone can be calculated using the function of eigenmode analysis in the finite element method.
ステップＳＴ１で入力する材料定数としては、使用する材料のヤング率（縦弾性係数）、ポアソン比、密度等を入力する。 As the material constant input in step ST1, the Young's modulus (longitudinal elastic modulus), Poisson's ratio, density, etc. of the material to be used are input.
上記のフロー図では、ステップＳＴ１で、共振体１の厚さ、高さ、材料定数を最初に入力して、底面部１ａの外径、上面部１ｂの外径のいずれかを変えることにより、所望の基音の周波数ｆ０及び第１上音の周波数ｆ１を計算する手順を説明した。所望の基音の周波数ｆ０と第１上音の周波数ｆ１を計算する手順としては、上記の方法の他に、共振体１の厚さ、高さ、底面径、上面径のいずれかの値を与えて、それに応じて他のパラメータの値を調整することによっても計算することができる。 In the above flow chart, in step ST1, by first inputting the thickness, height, and material constant of the resonator 1, by changing either the outer diameter of the bottom surface portion 1a or the outer diameter of the upper surface portion 1b, He described the procedure for calculating the frequency f 1 of the frequency f 0 and the first overtone of the desired fundamental. The procedure for calculating the frequency f 0 to the frequency f 1 of the first overtone of the desired fundamental tone, in addition to the above method, the thickness of the resonator 1, height, bottom size, one of the values of the upper surface diameter And adjusting the values of other parameters accordingly.
（共振体の製造方法）
共振体１は、以下に示す鋳造法等により製造することができる。
工程１：共振体１が得られる鋳型を作製する。鋳型は砂等を用いて作製する。
工程２：溶解した鉄を、鋳型に注ぎ込む。この工程は、鋳込みとも呼ばれている。
工程３：鋳型を外し、共振体１を取り出す。この工程は、型出しとも呼ばれている。
工程３の後、共振体１の熱処理や着色等を行ってもよい。
(Resonator manufacturing method)
The resonator 1 can be manufactured by the casting method shown below.
Step 1: A mold from which the resonator 1 is obtained is manufactured. The mold is made using sand or the like.
Step 2: The dissolved iron is poured into a mold. This process is also called casting.
Step 3: Remove the mold and take out the resonator 1. This process is also called mold forming.
After step 3, the resonator 1 may be subjected to heat treatment, coloring, or the like.
工程１で作製する鋳型は、複数の共振体１が得られる形状とすることにより、共振体１を大量生産することができる。 The mold produced in step 1 can be mass-produced with the resonators 1 by making the mold so that a plurality of resonators 1 can be obtained.
本発明の共振体１によれば、簡単な形状により所望の基音と第１上音を有している共振体１を容易に得ることができる。本発明の共振体１は、構造が簡単であるので、低コストで製造することができる。 According to the resonator 1 of the present invention, it is possible to easily obtain the resonator 1 having a desired fundamental tone and first overtone with a simple shape. Since the resonator 1 of the present invention has a simple structure, it can be manufactured at low cost.
従来の南部風鈴は、開口部が底面にあり、３０００Ｈｚ以上の帯域に主要な周波数成分を有していた。本発明の風鈴では、共振体１を筒状体２や円錐台形状とし、底面部１ａの外径で決まる振動モードを基音周波数とし、上面部１ｂの外径で決まる振動モードを第１上音周波数とすることにより、例えば鈴虫の鳴き声の音域である４０００Ｈｚ〜４５００Ｈｚの周波数を確実に鳴らすことができる。 The conventional southern wind chime has an opening on the bottom surface and has a main frequency component in a band of 3000 Hz or higher. In the wind chime of the present invention, the resonator 1 has a cylindrical body 2 or a truncated cone shape, the vibration mode determined by the outer diameter of the bottom surface portion 1a is the fundamental frequency, and the vibration mode determined by the outer diameter of the top surface portion 1b is the first upper sound. By setting the frequency, for example, a frequency of 4000 Hz to 4500 Hz, which is the range of the bell crow's cry, can be reliably sounded.
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態として、本発明の共振体１を用いた風鈴について説明する。
図３は、本発明の共振体１を用いた風鈴１０の構成を示す模式図である。図３に示すように、本発明の風鈴１０は、共振体１と、共振体１の内部に配設される錘１２と、錘１２に紐１４を介して接続される短冊１６等を含んで構成されている。
(Second Embodiment)
As a second embodiment of the present invention, a wind chime using the resonator 1 of the present invention will be described.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the wind chime 10 using the resonator 1 of the present invention. As shown in FIG. 3, the wind chime 10 of the present invention includes a resonator 1, a weight 12 disposed inside the resonator 1, a strip 16 connected to the weight 12 via a string 14, and the like. It is configured.
共振体１は、第１の実施形態の共振体１と同様の構成である。共振体１の基音と第１上音の周波数は、所望の音になる寸法を有している。共振体１には、風鈴１０を軒先等に紐等で接続するための接続部１ｇを設けている。 The resonator 1 has the same configuration as that of the resonator 1 according to the first embodiment. The frequencies of the fundamental tone and the first overtone of the resonator 1 have dimensions that make a desired sound. The resonator 1 is provided with a connecting portion 1g for connecting the wind chime 10 to the eaves or the like with a string or the like.
錘上部１２ａは、共振体１の上部に設けた接続部１ｈと紐１８を介して接続され、可動できるようになっている。錘１２は、舌とも呼ばれる。錘１２は金属等の材料からなる。紐１４、１８は、布、プラスチック、紙、針金等からなる。 The weight upper portion 12a is connected to a connecting portion 1h provided on the upper portion of the resonator 1 via a string 18, and is movable. The weight 12 is also called a tongue. The weight 12 is made of a material such as metal. The strings 14 and 18 are made of cloth, plastic, paper, wire, or the like.
短冊１６は、錘の下部１２ｂに紐１４を介して接続され、可動できるようになっている。短冊１６が風等の気流で揺れたときに、短冊１６に接続されている錘１２も揺れるようになっている。短冊１６は、紙やプラスチック等の材料からなる。 The strip 16 is connected to the lower part 12b of the weight via a string 14 so as to be movable. When the strip 16 is shaken by an air current such as wind, the weight 12 connected to the strip 16 is also shaken. The strip 16 is made of a material such as paper or plastic.
風鈴１０は、軒先等の風通しのよい所に吊るされて使用される。風鈴１０は、短冊１６が風により揺れたときに、短冊１６に接続された錘１２も同時に揺れて、錘１２が共振体１を打撃することにより、共振体１が音を出す。この音は、共振体１の基音と第１上音の周波数が主成分である。 The wind chime 10 is used by being hung in a well-ventilated place such as an eaves. In the wind chime 10, when the strip 16 is shaken by the wind, the weight 12 connected to the strip 16 is also shaken at the same time, and the weight 12 strikes the resonator 1 so that the resonator 1 emits sound. This sound is mainly composed of the fundamental tone of the resonator 1 and the frequency of the first overtone.
共振体１の基音の周波数を４０００Ｈｚ〜４５００Ｈｚとし、第一上音を９０００Ｈｚ〜１１２５０Ｈｚとすれば、風鈴１０の音色は鈴虫の鳴き声となる。 If the frequency of the fundamental tone of the resonator 1 is set to 4000 Hz to 4500 Hz and the first upper tone is set to 9000 Hz to 11250 Hz, the tone of the wind chime 10 becomes a bell sound.
（第２の実施形態の変形例１）
図４は、本発明の第２の実施形態の変形例１に係る風鈴２０の構成を示す模式図である。図４に示すように、第２の実施形態の変形例１に係る風鈴２０が、図３の風鈴１０と異なるのは、さらに釣２２を備えて構成されている点である。釣２２は、略Ｖ字状の形状を有しており、共振体１と接続される釣２２の両端が接続部２２ａ、２２ｂとなっている。釣り２２は、金属等の材料からなる。
(Modification 1 of 2nd Embodiment)
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the wind chime 20 according to the first modification of the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the wind chime 20 according to the first modification of the second embodiment is different from the wind chime 10 shown in FIG. 3 in that a fish 22 is further provided. The fishing 22 has a substantially V-shape, and both ends of the fishing 22 connected to the resonator 1 are connection portions 22a and 22b. The fishing 22 is made of a material such as metal.
共振体は、釣２２の接続部２２ａ、２２ｂを介して共振体１に設けられた二つの穴部１ｊに可動となるように吊り下げられる。穴部１ｊは、共振体１の底部１ａと上部１ｂとの間の所定の位置であり、共振体１の外側から内側に形成される穴状又は凹状の部位に係合して接続される。錘上部１２ａに接続される紐２６の下部２６ａは、釣２２が可動となるように緩く結びつけられ、紐２６の上部２６ｂが軒先等に固定される。 The resonator is suspended so as to be movable in two holes 1j provided in the resonator 1 via the connecting portions 22a and 22b of the fishing member 22. The hole 1j is a predetermined position between the bottom 1a and the top 1b of the resonator 1, and is engaged with and connected to a hole-shaped or recessed portion formed from the outside to the inside of the resonator 1. The lower portion 26a of the string 26 connected to the weight upper portion 12a is loosely tied so that the fishing 22 is movable, and the upper portion 26b of the string 26 is fixed to the eaves or the like.
本発明の風鈴２０によれば、共振体１が釣２２により２点等の点で接続されるので、風鈴１０のように共振体１と軒先と接続する紐による影響が著しく減少し、共振体１による風鈴２０の音色が変化し難くなる。これにより、本発明の風鈴２０によれば、短冊１６に接続された錘１２が揺れて、錘１２が釣２２に点接触で接続される共振体１を打撃することにより、共振体１がより鈴虫の鳴き声に近い音色になる。 According to the wind chime 20 of the present invention, since the resonator 1 is connected at two points by the fishing 22, the influence of the string connecting the resonator 1 and the eaves like the wind chime 10 is remarkably reduced. 1 makes it difficult to change the tone of the wind chime 20. Thereby, according to the wind chime 20 of the present invention, the weight 12 connected to the strip 16 is shaken, and the weight 12 strikes the resonator 1 connected to the fish 22 by point contact, so that the resonator 1 is more The tone is close to that of Suzumushi.
（第２の実施形態の変形例２）
図５は、本発明の第２の実施形態の変形例２に係る風鈴３０の構成を示す模式図である。図５に示すように、第２の実施形態の変形例２に係る風鈴３０が、図４の風鈴２０と異なるのは、共振体１の底部が上側となるように配設される点と、釣３２が共振体１の内部に設けられた穴部１ｋに接続される点である。釣３２は、略Ω字状であり、共振体１と接続される両端が接続部３２ａ、３２ｂとなっている。他の構成は、図４の風鈴２０と同様であるので、説明は省略する。
(Modification 2 of the second embodiment)
FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the wind chime 30 according to the second modification of the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the wind chime 30 according to the second modification of the second embodiment is different from the wind chime 20 of FIG. 4 in that the bottom of the resonator 1 is disposed on the upper side. The fishing 32 is connected to a hole 1 k provided in the resonator 1. The fishing 32 is substantially Ω-shaped, and both ends connected to the resonator 1 are connection portions 32 a and 32 b. The other configuration is the same as that of the wind chime 20 of FIG.
共振体１は、釣３２の接続部３２ａ、３２ｂを介して共振体１に設けられた二つの穴部１ｋに可動となるように吊り下げられる。穴部１ｋは、共振体１の底部１ａと上部１ｂとの間の所定の位置であり、共振体１の内側から外側に形成される穴状又は凹状の部位に係合して接続される。錘上部１２ａに接続される紐２６の下部２６ａは、釣３２が可動となるように緩く結びつけられ、紐２６の上部２６ｂが軒先等に固定される。 The resonator 1 is suspended so as to be movable in two holes 1k provided in the resonator 1 via connection portions 32a and 32b of a fishing 32. The hole 1k is a predetermined position between the bottom 1a and the upper part 1b of the resonator 1, and is engaged with and connected to a hole-shaped or recessed portion formed from the inside to the outside of the resonator 1. The lower part 26a of the string 26 connected to the upper part 12a is loosely tied so that the fishing 32 is movable, and the upper part 26b of the string 26 is fixed to the eaves or the like.
本発明の風鈴３０によれば、共振体１が、釣３２により２点等の点接触で接続されるので、風鈴１０のように共振体１と軒先と接続する紐による影響が著しく減少し、共振体１による風鈴２０の音色が変化し難くなる。これにより、本発明の風鈴３０によれば、短冊１６に接続された錘１２が揺れて、錘１２が釣り２２に点で接続される共振体１を打撃することにより、共振体１がより鈴虫の鳴き声に近い音色になる。 According to the wind chime 30 of the present invention, since the resonator 1 is connected by point contact such as two points by the fishing 32, the influence of the string connecting the resonator 1 and the eaves like the wind chime 10 is remarkably reduced. The tone of the wind chime 20 by the resonator 1 becomes difficult to change. Thereby, according to the wind chisel 30 of the present invention, the weight 12 connected to the strip 16 is shaken, and the weight 12 strikes the resonator 1 connected to the fishing line 22 at a point, thereby making the resonator 1 more The tone is close to that of
（風鈴の製造方法）
接続部１ｇ，１ｈを形成した共振体１と錘１２と短冊１６と紐１４，１８とを用意する。錘上部１２ａを紐１８で共振体１に接続し、錘下部１２ｂを紐１４で短冊１６に接続して、風鈴１０を製造することができる。
風鈴２０，３０の場合には、接続部１ｇ，１ｈの代わりに、穴部１ｊ，１ｋを設けた共振体１とし、錘１２と、短冊１６と、紐１４，２６、釣２２，３２とを用意すれば、風鈴１０と同様に製造することができる。
(Wind chimes manufacturing method)
The resonator 1, the weight 12, the strip 16, and the strings 14, 18 formed with the connecting portions 1g and 1h are prepared. The wind chime 10 can be manufactured by connecting the weight upper part 12 a to the resonator 1 with the string 18 and connecting the weight lower part 12 b to the strip 16 with the string 14.
In the case of wind chimes 20 and 30, the resonator 1 is provided with holes 1j and 1k instead of the connecting portions 1g and 1h, and the weight 12, the strip 16, the strings 14 and 26, and the fishing lines 22 and 32 are provided. If prepared, it can be manufactured in the same manner as the wind chime 10.
本発明の風鈴１０，２０，３０によれば、所望の基音と第１上音を容易に得られる共振体１を用いるので、構造が簡単で、かつ低コストで製造することができる。 According to the wind chimes 10, 20, and 30 of the present invention, since the resonator 1 that can easily obtain a desired fundamental tone and a first overtone is used, the structure is simple and can be manufactured at low cost.
本発明の風鈴１０，２０，３０によれば、従来の風鈴と比較してより容易に癒し音を発生できるので、医療用の音響刺激にも応用できる。
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。
According to the wind chimes 10, 20, and 30 of the present invention, healing sounds can be generated more easily than conventional wind chimes, so that they can be applied to medical acoustic stimulation.
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.
（共振体の振動周波数の計算例）
共振体１の振動周波数の計算を、有限要素法のソフトウェアを用いて行った。使用したソフトウェアは、COMSOL Multiphysics（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｅｓｃｏ．ｃｏ．ｊｐ／ｃｏｍｓｏｌ／）である。共振体１の形状は、ソフトウェアの形状入力機能を使って入力した。形状入力後のメッシュ生成（図のステップＳＴ４）では、四面体に分割してメッシュを生成した。
(Calculation example of vibration frequency of resonator)
The vibration frequency of the resonator 1 was calculated using finite element software. The software used is COMSOL Multiphysics (http://www.kesco.co.jp/comsol/). The shape of the resonator 1 was input using the software shape input function. In mesh generation after shape input (step ST4 in the figure), the mesh was generated by being divided into tetrahedrons.
共振体１は、図１に示した形状を有しており、共振体１の材料は、鉄とした。
材料定数としては、以下の値を使用した。
ヤング率：１８０ＧＰａ
ポアソン比：０．２８
密度：７．８５ｇ／ｃｍ３
The resonator 1 has the shape shown in FIG. 1, and the material of the resonator 1 is iron.
The following values were used as material constants.
Young's modulus: 180 GPa
Poisson's ratio: 0.28
Density: 7.85 g / cm 3
（実施例１）
共振体１の厚さを２ｍｍ、高さを４０ｍｍ、上面部１ｂの外径を２４ｍｍ、底面部１ａ外径を４１ｍｍとした。
(Example 1)
The thickness of the resonator 1 was 2 mm, the height was 40 mm, the outer diameter of the upper surface portion 1b was 24 mm, and the outer diameter of the bottom surface portion 1a was 41 mm.
図６は、実施例１の共振体１の振動モードであり、（ａ）は基音の振動モード、（ｂ）は基音の振動モードを示す図である。
図６（ａ）に示すように、基音の振動モードは、底面部１ａの外周に４つの節を有している４−０モードであることが分かる。基音の周波数は、４３３４Ｈｚであった。
図６（ｂ）に示すように、第１上音の振動モードは、上面部１ｂの外周に４つの節を有している４−０モードであることが分かる。第１上音の周波数は、８５７９Ｈｚであった。
6A and 6B show vibration modes of the resonator 1 according to the first embodiment, where FIG. 6A shows a fundamental vibration mode and FIG. 6B shows a fundamental vibration mode.
As shown in FIG. 6A, it can be seen that the fundamental vibration mode is a 4-0 mode having four nodes on the outer periphery of the bottom surface portion 1a. The frequency of the fundamental tone was 4334 Hz.
As shown in FIG. 6B, it can be seen that the vibration mode of the first overtone is a 4-0 mode having four nodes on the outer periphery of the upper surface portion 1b. The frequency of the first overtone was 8579 Hz.
通常の鐘や風鈴の場合には、下部の開口の周りの節が４本できるタイプの振動（４−０モード)が基音であり、開口周りに節が６本できる振動（６−０モード）が第１上音である。６−０モードによるによる振動周波数は鐘型の振動体では基音の２．５〜３倍になることが多く、２倍にすることは難しい。
通常の鐘や風鈴に対して、本発明の共振体１では、底面部１ａと上面部１ｂに異なった周波数の４−０モードの振動が生じるため、底面部１ａ及び上面部の外径を調整することによって、底面部の大きい外径の４−０モード周波数が基音となり、基音の約２倍の周波数で上面部の小さい外径の４−０モードを振動させることができる。
In the case of ordinary bells and wind chimes, the type of vibration (4-0 mode) with four nodes around the lower opening is the fundamental tone, and vibration with six nodes around the opening (6-0 mode). Is the first overtone. The vibration frequency due to the 6-0 mode is often 2.5 to 3 times the fundamental tone in a bell-shaped vibrating body, and it is difficult to double it.
In contrast to ordinary bells and wind chimes, the resonator 1 of the present invention generates 4-0 mode vibrations with different frequencies on the bottom surface 1a and the top surface 1b, so the outer diameters of the bottom surface 1a and the top surface are adjusted. By doing so, the 4-0 mode frequency having a large outer diameter on the bottom surface portion becomes a fundamental tone, and the 4-0 mode having a small outer diameter on the top surface portion can be vibrated at a frequency about twice the fundamental tone.
（実施例２）
共振体１の厚さを２ｍｍ、高さを２４．６ｍｍ、上面部１ｂの外径を２５ｍｍ、底面部１ａの外径を４１ｍｍとした。
実施例２の共振体１の基音の周波数は、３９６５Ｈｚであり、第１上音の周波数は、８１０４Ｈｚであった。
(Example 2)
The thickness of the resonator 1 was 2 mm, the height was 24.6 mm, the outer diameter of the upper surface portion 1b was 25 mm, and the outer diameter of the bottom surface portion 1a was 41 mm.
The frequency of the fundamental tone of the resonator 1 of Example 2 was 3965 Hz, and the frequency of the first overtone was 8104 Hz.
（実施例３）
共振体１の厚さを２ｍｍ、高さを２０ｍｍ、上面部１ｂの外径を２２．２ｍｍ、底面部１ａの外径を３４ｍｍとした。
実施例３の共振体１の基音の周波数は、４２３４Ｈｚであり、第１上音の周波数は、８３１５Ｈｚであった。
(Example 3)
The thickness of the resonator 1 was 2 mm, the height was 20 mm, the outer diameter of the upper surface portion 1b was 22.2 mm, and the outer diameter of the bottom surface portion 1a was 34 mm.
The frequency of the fundamental tone of the resonator 1 of Example 3 was 4234 Hz, and the frequency of the first overtone was 8315 Hz.
上記実施例１〜３では、共振体１の厚さを２ｍｍとして、他のパラメータである高さ、上面部１ｂの外径及び底面部１ａの外径を変えた例である。共振体１の寸法を変えることにより基音と第１上音の周波数が変化することが分かる。 In the first to third embodiments, the thickness of the resonator 1 is set to 2 mm, and the other parameters are the height, the outer diameter of the upper surface portion 1b, and the outer diameter of the bottom surface portion 1a. It can be seen that changing the dimensions of the resonator 1 changes the frequencies of the fundamental tone and the first overtone.
本発明は、上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and it goes without saying that these are also included in the scope of the present invention. .
１：共振体
１ａ：底面部
１ｂ：上面部
１ｃ：側面部
１ｄ：底面開口部
１ｅ：上面開口部
１ｇ、１ｈ：接続部
１ｊ、１ｋ：穴部
１０、２０、３０：風鈴
１２：錘
１２ａ：錘上部
１２ｂ：錘下部
１４、１８：紐
１６：短冊
２２、３２：釣
２２ａ、２２ｂ、３２ａ、３２ｂ：接続部
２６：紐
２６ａ：紐上部
２６ｂ：紐下部
1: Resonator 1a: Bottom surface portion 1b: Upper surface portion 1c: Side surface portion 1d: Bottom surface opening portion 1e: Upper surface opening portion 1g, 1h: Connection portion 1j, 1k: Hole portions 10, 20, 30: Wind chimes 12: Weight 12a: Upper part of weight 12b: Lower part of weight 14, 18: String 16: Strip 22, 32: Fishing 22a, 22b, 32a, 32b: Connection part 26: String 26a: Upper part of string 26b: Lower part of string
Claims (5)
上記底面部の外周部に節を有する振動を、基音周波数とし、
上記上面部の外周部に節を有する振動を、上記基音周波数よりも周波数の高い第１上音周波数とする、共振体。 A cylindrical body composed of a bottom surface portion, a top surface portion and a side surface portion is provided,
The vibration having a node on the outer periphery of the bottom portion is a fundamental frequency,
A resonator having a vibration having a node on an outer peripheral portion of the upper surface portion as a first upper sound frequency that is higher than the fundamental frequency.
ステップＳＴ１において、前記共振体の厚さ、高さ、材料定数を入力し、
ステップＳＴ２において、前記共振体の前記底面部の外径を入力し、
ステップＳＴ３において、前記共振体の上面部の外径を入力し、
ステップＳＴ４において、メッシュ形成を行い、
ステップＳＴ５において、固有値解析により前記基音周波数を計算し、
ステップＳＴ６において、前記基音周波数が、所望の周波数ｆ０になったか否かを判定し、該所望の周波数ｆ０が得られない場合には、ステップＳＴ２に戻り、ステップＳＴ２では、前記共振体の前記底面部の外径を再入力して、ステップＳＴ４、ステップＳＴ５、ステップＳＴ６で再度、前記基音周波数と強度分布を再計算し、
ステップＳＴ７において、前記基音周波数が、所望の周波数ｆ０に一致した場合には、ステップＳＴ８に進み、
ステップＳＴ８において、固有値解析を行い前記第１上音周波数と強度分布を計算し、
ステップＳＴ９において、前記第１上音周波数が、所望の周波数ｆ１になったか否かを判定し、該所望の周波数ｆ１が得られない場合には、ステップＳＴ３に戻り、ステップＳＴ３では、前記共振体の前記上面部の外径を再入力して、ステップＳＴ４、ステップＳＴ５、ステップＳＴ６、ステップＳＴ７、ステップＳＴ８で再度、前記第１上音周波数ｆ１と強度分布を再計算し、
ステップＳＴ９において、前記第１上音周波数が、所望の周波数ｆ１に一致した場合には、前記共振体の厚さ、高さ、前記底面部の外径及び前記上面部の外径が求まり、これにより計算を終了する、共振体の振動周波数の計算方法。 A method for calculating a vibration frequency of the resonator according to claim 1,
In step ST1, the thickness, height, and material constant of the resonator are input,
In step ST2, an outer diameter of the bottom surface of the resonator is input,
In step ST3, the outer diameter of the upper surface portion of the resonator is input,
In step ST4, mesh formation is performed,
In step ST5, the fundamental frequency is calculated by eigenvalue analysis,
In step ST6, the fundamental frequency is determined whether it is the desired frequency f 0, when the frequency f 0 of said desired is not obtained, the process returns to step ST2, the in step ST2, the said resonator Re-input the outer diameter of the bottom portion, recalculate the fundamental frequency and intensity distribution again in step ST4, step ST5, step ST6,
In step ST7, the fundamental frequency is, if they match the desired frequency f 0, the process proceeds to step ST8,
In step ST8, eigenvalue analysis is performed to calculate the first overtone frequency and intensity distribution,
In step ST9, the first overtone frequency, determines whether it is a desired frequency f 1, when the frequency f 1 of said desired is not obtained, the flow returns to step ST3, the in step ST3, the said Re-input the outer diameter of the upper surface portion of the resonator, and recalculate the first overtone frequency f 1 and the intensity distribution again in step ST4, step ST5, step ST6, step ST7, step ST8,
In step ST9, the first overtone frequency, if they match the desired frequency f 1, the thickness of the resonator, the height, the outer diameter of the outer diameter and the upper surface of the bottom portion is Motomari, The calculation method of the vibration frequency of the resonator which ends the calculation.
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| JP2014070546A JP2015191212A (en) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | Resonating body, wind-bell using the same, and method for calculating vibration frequency of resonating body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014070546A JP2015191212A (en) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | Resonating body, wind-bell using the same, and method for calculating vibration frequency of resonating body |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015191212A true JP2015191212A (en) | 2015-11-02 |
Family
ID=54425715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014070546A Pending JP2015191212A (en) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | Resonating body, wind-bell using the same, and method for calculating vibration frequency of resonating body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2015191212A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109937445A (en) * | 2016-11-01 | 2019-06-25 | 株式会社小泉制作所 | Drinking container for cheers etc. and as the drinking container of small bell |
-
2014
- 2014-03-28 JP JP2014070546A patent/JP2015191212A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109937445A (en) * | 2016-11-01 | 2019-06-25 | 株式会社小泉制作所 | Drinking container for cheers etc. and as the drinking container of small bell |
| CN109937445B (en) * | 2016-11-01 | 2023-04-25 | 株式会社小泉制作所 | Drinking container for dry cup and the like and drinking container as bell |
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